【摘要】：當(dāng)前,糖尿病及其并發(fā)癥對人類健康構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。α-葡萄糖苷酶是體內(nèi)重要的水解酶,它能水解低聚糖釋放出葡萄糖,最終導(dǎo)致餐后血糖水平的上升。因此,抑制α-葡萄糖苷酶的活性是治療糖尿病的有效措施之一。在長期高血糖的情況下,體內(nèi)晚期糖基化終末產(chǎn)物(Advanced glycation end products,AGEs)的生成會(huì)加快。AGEs的過度積累會(huì)導(dǎo)致糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生,如糖尿病腎病、糖尿病視網(wǎng)膜病變和糖尿病血管并發(fā)癥等。由于目前臨床使用的α-葡萄糖苷酶和AGEs生成抑制劑在長期服用下具有一定的副作用,因此尋找安全、毒副作用小,能同時(shí)抑制α-葡萄糖苷酶和AGEs生成的“多靶點(diǎn)”高效藥物顯得尤為重要。黃酮類化合物普遍存在于各類天然植物中,毒副作用小且具備多種生物學(xué)活性。從黃酮類化合物等天然植物活性成分中篩選有效的α-葡萄糖苷酶和AGEs生成抑制劑已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。本文采用體外酶活抑制和抑制動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究了落新婦苷、黃芩素和柚皮素三種黃酮類化合物對α-葡萄糖苷酶的抑制作用及抑制類型;運(yùn)用紫外吸收光譜、熒光光譜、同步熒光光譜、三維熒光光譜、圓二色光譜和分子對接方法研究了落新婦苷、黃芩素和柚皮素與α-葡萄糖苷酶的相互作用機(jī)制;通過構(gòu)建牛血清白蛋白(BSA)-葡萄糖體外非酶糖基化模型,采用熒光光譜、圓二色光譜和分子對接方法研究了落新婦苷、黃芩素和柚皮素對AGEs生成的抑制作用及抑制機(jī)制。結(jié)果表明,落新婦苷、黃芩素和柚皮素均表現(xiàn)出較強(qiáng)的α-葡萄糖苷酶抑制能力,其IC_(50)值分別為(0.55±0.02)、(0.43±0.04)和(0.12±0.06)mM,抑制能力柚皮素黃芩素落新婦苷,均優(yōu)于陽性對照組阿卡波糖。三種黃酮類化合物對α-葡萄糖苷酶的抑制作用均為可逆性反應(yīng),落新婦苷和黃芩素是非競爭型抑制劑,柚皮素是競爭型抑制劑。三種黃酮類化合物都能與α-葡萄糖苷酶通過氫鍵和范德華力驅(qū)動(dòng)形成基態(tài)復(fù)合物,并導(dǎo)致酶的內(nèi)源熒光猝滅。落新婦苷、黃芩素和柚皮素與α-葡萄糖苷酶之間只有一個(gè)結(jié)合位點(diǎn),結(jié)合常數(shù)分別為(3.85±0.08)×10~4、(7.93±0.06)×10~5和(4.80±0.08)×10~4 L·mol~(-1)。同步熒光光譜和三維熒光光譜實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,這些黃酮類化合物引起了α-葡萄糖苷酶中色氨酸殘基周圍的微環(huán)境變化,從而導(dǎo)致了酶的構(gòu)象變化。圓二色光譜實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,落新婦苷、黃芩素和柚皮素誘導(dǎo)了α-葡萄糖苷酶二級(jí)結(jié)構(gòu)的變化。分子對接結(jié)果顯示,落新婦苷與α-葡萄糖苷酶上的Glu-361、Ile-362、Lys-363、Leu-364、Arg-428、Glu-429、Ile-431、Glu-443、Phe-444、Val-446、Gln-447、Asn-448、Ile-451、His-561、Leu-563和Asp-568殘基相互作用;黃芩素與α-葡萄糖苷酶上的Arg-26、Pro-34、Asn-129、Asp-202、Lys-203、Tyr-341、Phe-342、Gly-433、Asn-434和Glu-435殘基相互作用;柚皮素與α-葡萄糖苷酶上的Glu-361、Ile-362、Arg-428、Glu-429、Ile-431、Phe-444、Gln-445、Val-446、Gln-447、Ile-451、Gly-556、Arg-557、Thr-558、Leu-563和Pro-564殘基相互作用。熒光光譜實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,三種黃酮類化合物對AGEs的產(chǎn)生表現(xiàn)出了較強(qiáng)的抑制能力。當(dāng)落新婦苷、黃芩素和柚皮素的濃度為0.25 mM時(shí),對反應(yīng)體系中AGEs生成的抑制率分別為(52.34±0.07)、(32.45±0.08)和(34.98±0.12)%,其中落新婦苷的抑制效果最好。圓二色光譜實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,三種黃酮類化合物對AGEs誘導(dǎo)的BSA二級(jí)結(jié)構(gòu)的變化具有保護(hù)作用,均增加了α-螺旋的含量。分子對接結(jié)果表明,落新婦苷與BSA上的Arg-217、Lys-294、Glu-339、Tyr-340、Ala-341、Val-342、Glu-443、Pro-446和Asp-450殘基相互作用;黃芩素與BSA上的Leu-197、Ser-201、Trp-213、Ser-343、Leu-346、Ser-453、Leu-456、Leu-480、Val-481、Arg-483和Arg-484殘基相互作用;柚皮素與BSA上的Lys-273、Lys-275、Glu-276、Cys-277、Cys-288、Glu-291、Val-292和Glu-293殘基相互作用。此外,落新婦苷、黃芩素和柚皮素分別與BSA上的Arg-217、Arg-484和Lys-273殘基存在著氫鍵相互作用。這些結(jié)果表明,三種黃酮類化合物抑制了AGEs的生成。綜上所述,三種黃酮類化合物均具有良好的抑制α-葡萄糖苷酶活性和AGEs生成的能力。本研究為落新婦苷、黃芩素和柚皮素應(yīng)用于Ⅱ型糖尿病及其并發(fā)癥的預(yù)防和治療提供一定的理論與實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
【圖文】：

圖 1-1 黃酮類化合物的基本結(jié)構(gòu)Fig 1-1 The basic structure of flavono氫黃酮醇苷，1950 年由 Kozo Ha構(gòu)式如圖 1-2 所示。近年來，研究瑚、菝葜、黃杞葉、土茯苓、貫葉落新婦苷進(jìn)行了廣泛而深入的藥效明，落新婦苷可以抑制小鼠急性心，土茯苓提取物落新婦苷能抑制永誘導(dǎo)其凋亡。馬麗娟等[96]研究證實(shí)與上調(diào)抑郁癥小鼠前額葉皮層內(nèi) 關(guān)。土茯苓活性分子落新婦苷已被

圖 1-2 落新婦苷的化學(xué)結(jié)構(gòu)式Fig 1-2 The chemical structure of asti黃素和黃芩苷元，是從唇形科多屬于 5，，6，7-三羥基黃酮，其化學(xué)、清熱燥濕的作用，可用于胎動(dòng)不，黃芩素還具有多種生物學(xué)活性[憶功能。Zhu 等[106]證實(shí)了黃芩素進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞歸巢參與潰結(jié)腸炎具有治療效果[107]。黃芩素激，并下調(diào)磷酸化 Caspase-3 蛋白以通過抑制單個(gè) β 細(xì)胞的電壓依賴進(jìn)胰島素分泌[109]。黃芩素能增強(qiáng)
【學(xué)位授予單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R587.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2619098